سائق محرك على مدار الساعة التناظرية: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

حتى في العالم الرقمي ، تتمتع الساعات التناظرية الكلاسيكية بأسلوب خالد وموجود لتبقى. يمكننا استخدام GreenPAK ™ CMIC مزدوج القضبان لتنفيذ جميع الوظائف الإلكترونية النشطة المطلوبة في الساعة التناظرية ، بما في ذلك محرك المحرك ومذبذب الكريستال. GreenPAKs هي أجهزة صغيرة منخفضة التكلفة تتناسب تمامًا مع الساعات الذكية. كإجراء توضيحي سهل البناء ، حصلت على ساعة حائط رخيصة ، وأزلت اللوحة الموجودة ، واستبدلت جميع الأجهزة الإلكترونية النشطة بجهاز GreenPAK واحد.

يمكنك متابعة جميع الخطوات لفهم كيفية برمجة شريحة GreenPAK للتحكم في برنامج تشغيل محرك الساعة التناظرية. ومع ذلك ، إذا كنت ترغب فقط في إنشاء برنامج تشغيل محرك الساعة التناظرية بسهولة دون الحاجة إلى المرور عبر جميع الدوائر الداخلية ، فقم بتنزيل برنامج GreenPAK لعرض ملف تصميم GreenPAK لبرنامج تشغيل الساعة التناظرية المكتمل بالفعل. قم بتوصيل GreenPAK Development Kit بجهاز الكمبيوتر الخاص بك واضغط على "البرنامج" لإنشاء IC المخصص للتحكم في برنامج تشغيل محرك الساعة التناظرية. ستناقش الخطوة التالية المنطق الموجود داخل ملف تصميم GreenPAK لمحرك الساعة التناظرية لأولئك المهتمين بفهم كيفية عمل الدائرة.

الخطوة 1: الخلفية: Lavet Type Stepper Motors

تستخدم الساعة التناظرية النموذجية محركًا متدرجًا من نوع Lavet لتحويل ترس الترس الخاص بآلية الساعة. إنه محرك أحادي الطور يتكون من الجزء الثابت المسطح (جزء ثابت من المحرك) مع ملف استقرائي ملفوف حول ذراع. يوجد بين أذرع الجزء الثابت الجزء المتحرك (الجزء المتحرك من المحرك) والذي يتكون من مغناطيس دائري دائم مع ترس صغير مثبت في الجزء العلوي منه. يقوم الترس الصغير المقترن بالتروس الأخرى بتحريك عقارب الساعة. يعمل المحرك عن طريق تبديل قطبية التيار في ملف الجزء الثابت مع توقف مؤقت بين تغيرات القطبية. أثناء النبضات الحالية ، تسحب المغناطيسية المستحثة المحرك لمحاذاة أقطاب العضو الدوار والجزء الثابت. أثناء إيقاف التيار ، يتم سحب المحرك إلى أحد الموضعين الآخرين بقوة مترددة. تم تصميم مواضع راحة التردد هذه من خلال تصميم عدم الانتظام (الشقوق) في غلاف المحرك المعدني بحيث يدور المحرك في اتجاه واحد (انظر الشكل 1).

الخطوة 2: سائق المحرك

يستخدم التصميم المرفق SLG46121V لإنتاج الأشكال الموجية الحالية المطلوبة من خلال ملف الجزء الثابت. تتصل مخرجات الدفع والسحب المنفصلة 2x على IC (المسمى M1 و M2) بكل طرف من طرفي الملف ، وتدفع النبضات المتناوبة. من الضروري استخدام مخرجات الدفع والسحب حتى يعمل هذا الجهاز بشكل صحيح. يتكون شكل الموجة من نبضة تبلغ 10 مللي ثانية كل ثانية ، بالتناوب بين M1 و M2 مع كل نبضة. يتم إنشاء النبضات ببضع كتل مدفوعة من دائرة مذبذب بلوري بسيط 32.768 كيلوهرتز. تم بناء كتلة OSC بشكل ملائم في فواصل للمساعدة في تقسيم الساعة 32.768 كيلو هرتز. يُخرج CNT1 نبضًا على مدار الساعة كل ثانية. هذا النبضة تطلق دارة طلقة واحدة 10 مللي ثانية. اثنان LUTs (المسمى 1 و 2) يزيلان مضاعفة نبضة 10 مللي ثانية إلى دبابيس الإخراج. يتم تمرير النبضات إلى M1 عندما يكون خرج DFF5 مرتفعًا ، و M2 عندما يكون منخفضًا.

الخطوة 3: مذبذب بلوري

يستخدم المذبذب البلوري 32.768 كيلو هرتز كتلتين من الدبوس على الشريحة. تم تعيين PIN12 (OSC_IN) كمدخل رقمي منخفض الجهد (LVDI) ، والذي يحتوي على تيار تحويل منخفض نسبيًا. تتغذى الإشارة من PIN12 في OE لـ PIN10 (FEEDBACK_OUT). تم تكوين PIN10 كإخراج ثلاثي الحالات مع إدخال سلكي على الأرض ، مما يجعله يعمل كمخرج NMOS مفتوح التصريف. ينعكس مسار الإشارة هذا بشكل طبيعي ، لذلك لا حاجة إلى أي كتلة أخرى. خارجيًا ، يتم سحب خرج PIN 10 إلى VDD2 (PIN11) بواسطة المقاوم 1MΩ (R4). يتم تشغيل كل من PIN10 و PIN12 بواسطة سكة VDD2 ، والتي بدورها تكون مقاومة 1 MΩ محدودة حاليًا لـ VDD. R1 هو مقاوم ردود الفعل لتحيز الدائرة العكسية ، ويحد R2 من محرك الإخراج. إضافة البلورة والمكثفات تكمل دائرة بيرس مذبذب كما هو مبين في الشكل 3.

الخطوة 4: النتائج

تم تشغيل VDD بواسطة بطارية ليثيوم CR2032 على شكل عملة معدنية والتي توفر عادةً 3.0 فولت (3.3 فولت عندما تكون طازجة). يتكون الشكل الموجي الناتج من نبضات متناوبة تبلغ 10 مللي ثانية كما هو موضح أدناه في الشكل 4. بمتوسط خلال دقيقة ، كان سحب التيار المقاس تقريبًا 97 uA بما في ذلك محرك المحرك. بدون المحرك ، كان السحب الحالي 2.25 µA.

استنتاج

توفر مذكرة التطبيق هذه عرضًا توضيحيًا لـ GreenPAK لحل كامل لقيادة محرك متدرج على مدار الساعة التناظرية ويمكن أن تكون الأساس لحلول أخرى أكثر تخصصًا. يستخدم هذا الحل جزءًا فقط من موارد GreenPAK ، مما يترك IC مفتوحًا لوظائف إضافية تُرك فقط لخيالك.